Energi Listrik

Energi Listrik. Dalam kegiatan ekonomi tak terhitung banyaknya bidang-bidang wirausaha. Salah satu di antaranya adalah wirausaha dalam bidang industry. Tidak dapat dipungkiri bahwa kemajuan dalam industry permesinan membawa dampak positip dalam industri-industri Kegiatan lainnya. Setiap mesin produksi memerlukan kebutuhan energy listrik yang berbeda sesuai dengan spesifikasi dan kapasitas mesin. 

Sebagai bagian manajemen, mengetahui seluk beluk energy listrik dan menghitung kebutuhan energy listrik perlu diperhatikan secara matang. Untuk itu marilah kita pelajari tentang karakteristik energy listrik dan cara menghitung energy listrik baik dalam rumah tangga maupun dalam industri yang berskala kecil.

1. Arus Listrik

Guna mempelajari listrik dan energy listrik, marilah kita mulai dari listrik pada rangkaian sederhana. Untuk itu perhatikan gambar  berikut.

Gambar  (a) Rangkaian listrik sederhana, (b) Gambar skema

Pada gambar (a) sebuah battery dan sebuah lampu dihubungkan dengan kawat penghantar. Rangkaian gambar 3.3.1 (a) secara skematis dapat diwakili oleh gambar (b). Jika di terminal-terminal baterai dihubungkan dengan  penghantar muatan dapat mengalir melalui kawat rangkaian, dari satu terminal baterai ke yang lainnya. Aliran muatan seperti ini disebut arus listrik. Arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang melewatinya per satuan waktu pada suatu titik. Dengan demikian, arus rata-rata I didefinisikan sebagai :

I =	DQ
	Dt

DQ adalah jumlah muatan yang melewati konduktor selama jangka waktu t. Arus listrik diukur dalam Coulomb per detik selanjutnya satuan ini diberi nama khusus, ampere (disingkat amp atau A), dari nama fisikawan Perancis Andre Ampere (1775 – 1836). Berarti, 1 A = 1C/det. Pada rangkaian tunggal, seperti pada Gambar arus pada setiap saat sama pada satu titik (katakanlah titik A) seperti pada titik yang lain (misalnya B). Hal ini sesuai dengan kekekalan muatan listrik (muatan tidak hilang).

Contoh  Perhitungan

Arus merupakan aliran muatan. Arus tetap sebesar 2,5 A mengalir pada kawat selama 4,0 menit. Berapa besar muatan yang mengalir melalui satu titik pada rangkaian ? 

Penyelesaian 

Karena arus sebesar 2,5 A atau 2,5 C/det, maka dalam 4,0 menit (=240 detik) muatan total yang mengalir adalah, dari persamaan 4.

DQ   =  I Dt 
         =  (2,5) C/det) (240 det)  
         =  600 C

Ketentuan muatan positif dan negatif ditemukan dua abad yang lalu sebagaimana ditunjukkan pada Gambar. Sekarang, kita masih menggunakan ketentuan historis mengenai aliran arus positif dalam membahas arah arus. Sehingga ketika kita membicarakan arus yang mengalir pada rangkaian, yang kita maksud adalah arah aliran muatan positif. Hal ini kadang-kadang disebut sebagai arus konvensional. Ketika kita membicarakan arah aliran elektron, kita akan menyebutnya arus elektron secara spesifik. Pada zat cair dan gas, baik muatan (ion) positif dan negatif dapat bergerak.

2. Hukum Ohm 

Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Salah satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah dengan baterai. George Simon Ohm (1787-1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung- ujungnya berbanding lurus dengan beda potensial.

Sebagai contoh, jika kita menghubungkan kawat ke baterai 6V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan jika dihubungkan ke baterai 3 V. Dalam hal ini R adalah hambatan kawat, V adalah beda potensial yang melintasi alat tersebut, dan I adalah arus yang mengalir padanya. Hubungan ini  dituliskan sebagai berikut:

V  =  I .R    (hukum Ohm)

3. Energi Listrik

Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:

• Energi listrik menjadi energi kalor, contoh: seterika, solder, dan kompor.
• Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
• Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor. 
• Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu, peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

Penggunaan energi listrik dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

W = V I t

W = P t

W = (R I) I t

W = I² R t

Keuntungan menggunakan energi listrik:

• Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.
• Mudah ditransmisikan.
• Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar. Besar energi listrik yang berubah menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:   Q = 0,24 kalori